package persistent.prestige.console.algorithm;

/**
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 * 设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，
 * 然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。
 * 值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
 * 一趟快速排序的算法是：
 * 1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；
 * 2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；
 * 3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j--)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；
 * 4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；
 * 5）重复第3、4步，直到i=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于key,
 * 4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。
 * 找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。

 * 
 * 
 * @author lenovo
 *
 */
public class QuickSort {
	
	
	public static final void quickSort(int[] a, int low, int hign ) {
		if(hign <= low) return; // 如果hign 小于等于 low ,说明待排序队列只包含一个元素，无法再排序
		
		int keyIdx = asort(a, low, hign); 
		
		if( ! (keyIdx == low && low == hign) ) { // keyIdx == low && low == hign 则说明不可分
			if(keyIdx == low ) { //说明左边已经排好序了
				quickSort(a, low + 1, hign);
			} else if  (keyIdx == hign ) {  // 说明右边已经排序好了
				quickSort(a, low, hign -1);
			} else {
				quickSort(a, low , keyIdx -1); // 关键字左边排序
				quickSort(a, keyIdx + 1, hign); // 关键字右边排序
			}
		}
		
	}
	
	
	/**
	 * 快速排序   一趟排序算法实现
	 * 一趟快速排序的算法是：(来源于百度百科)
	 * 1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；
	 * 2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；
	 * 3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j--)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；
	 * 4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；
	 * 5）重复第3、4步，直到i=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于key,
	 * 4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。
	 * 找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。
	 * 
	 * @param a			待排序数组
	 * @param low       待排序起始下标
	 * @param hign      待排序结束下标  (low hign) 限制排序数组范围
	 * @return          本轮排序后，关键字所在位置(下标)
	 */
	private static final int asort(int[] a, int low, int hign) {
 		int key = a[low];
		
		loop :
		while (true) { // low 与 hign 相等时退出
			while( hign > 0 ) {
				
				if( a[hign] < key ) {
					swap(a, low, hign);   // 从后向前找，找到第一个比关键字小的元素后交换元素后跳出本次比较
					break;
				}
				
				hign --;
				
				if(low == hign) break loop;
			}
			
			low ++; 
			if(low == hign) break loop;
			
			while( low < a.length ) {
				if( a[low] > key ) {   // 从前向后找，找到第一个比关键字大的元素时交换元素后跳出本次比较
					swap(a, low, hign);
					
					break;
				}
				
				low ++; 
				if(low == hign) break loop;
			}
		}
		return low;//关键字所在的位置
	}

	/**
	 * 交换数组中两个元素的位置
	 * @param a
	 * @param i
	 * @param j
	 */
	private static void swap(int[] a, int i, int j) {
		int tmp = a[i];
		a[i] = a[j];
		a[j] = tmp;
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		System.out.println("待排序数据：(5,8,2,10,6,9,21,18,19,7)");
		int[] a = new int[] {5,8,2,10,6,9,21,18,19,7};
		quickSort(a, 0, a.length -1);
		System.out.println("排序后结果：");
		for(int i : a) {
			System.out.print(i + " ");
		}
		
		
		System.out.println(" ---------------------");
		
		System.out.println("待排序数据：(5,8,2,10,5,9,21,18,8,7)");
		a = new int[] {5,8,2,10,5,9,21,18,8,7};
		quickSort(a, 0, a.length -1);
		System.out.println("排序后结果：");
		for(int i : a) {
			System.out.print(i + " ");
		}

	}
	
	
	

}
